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-基本情報
登録情報 | データベース: EMDB / ID: EMD-16389 | ||||||||||||||||||||||||||||||
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タイトル | Cryo-EM structure of photosystem II C2S2 supercomplex from Norway spruce (Picea babies) at 2.8 Angstrom resolution | ||||||||||||||||||||||||||||||
マップデータ | |||||||||||||||||||||||||||||||
試料 |
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キーワード | Membrane protein complex / Photosynthesis / Photosystem / Gymnosperm / MEMBRANE PROTEIN | ||||||||||||||||||||||||||||||
機能・相同性 | 機能・相同性情報 plastoglobule / photosynthesis, light harvesting in photosystem I / photosystem II oxygen evolving complex / photosystem II assembly / oxygen evolving activity / photosystem II stabilization / photosystem II reaction center / photosystem II / chloroplast envelope / oxidoreductase activity, acting on diphenols and related substances as donors, oxygen as acceptor ...plastoglobule / photosynthesis, light harvesting in photosystem I / photosystem II oxygen evolving complex / photosystem II assembly / oxygen evolving activity / photosystem II stabilization / photosystem II reaction center / photosystem II / chloroplast envelope / oxidoreductase activity, acting on diphenols and related substances as donors, oxygen as acceptor / photosystem I / photosynthetic electron transport chain / response to herbicide / photosystem II / photosynthetic electron transport in photosystem II / chlorophyll binding / photosynthesis, light reaction / chloroplast thylakoid membrane / electron transporter, transferring electrons within the cyclic electron transport pathway of photosynthesis activity / phosphate ion binding / response to light stimulus / photosynthesis / electron transfer activity / protein stabilization / iron ion binding / heme binding / metal ion binding 類似検索 - 分子機能 | ||||||||||||||||||||||||||||||
生物種 | Picea abies (ドイツトウヒ) | ||||||||||||||||||||||||||||||
手法 | 単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 2.785 Å | ||||||||||||||||||||||||||||||
データ登録者 | Kopecny D / Semchonok DA / Kouril R | ||||||||||||||||||||||||||||||
資金援助 | チェコ, ドイツ, 9件
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引用 | ジャーナル: Nat Plants / 年: 2023 タイトル: Cryo-EM structure of a plant photosystem II supercomplex with light-harvesting protein Lhcb8 and α-tocopherol. 著者: Monika Opatíková / Dmitry A Semchonok / David Kopečný / Petr Ilík / Pavel Pospíšil / Iva Ilíková / Pavel Roudnický / Sanja Ćavar Zeljković / Petr Tarkowski / Fotis L Kyrilis / ...著者: Monika Opatíková / Dmitry A Semchonok / David Kopečný / Petr Ilík / Pavel Pospíšil / Iva Ilíková / Pavel Roudnický / Sanja Ćavar Zeljković / Petr Tarkowski / Fotis L Kyrilis / Farzad Hamdi / Panagiotis L Kastritis / Roman Kouřil / 要旨: The heart of oxygenic photosynthesis is the water-splitting photosystem II (PSII), which forms supercomplexes with a variable amount of peripheral trimeric light-harvesting complexes (LHCII). Our ...The heart of oxygenic photosynthesis is the water-splitting photosystem II (PSII), which forms supercomplexes with a variable amount of peripheral trimeric light-harvesting complexes (LHCII). Our knowledge of the structure of green plant PSII supercomplex is based on findings obtained from several representatives of green algae and flowering plants; however, data from a non-flowering plant are currently missing. Here we report a cryo-electron microscopy structure of PSII supercomplex from spruce, a representative of non-flowering land plants, at 2.8 Å resolution. Compared with flowering plants, PSII supercomplex in spruce contains an additional Ycf12 subunit, Lhcb4 protein is replaced by Lhcb8, and trimeric LHCII is present as a homotrimer of Lhcb1. Unexpectedly, we have found α-tocopherol (α-Toc)/α-tocopherolquinone (α-TQ) at the boundary between the LHCII trimer and the inner antenna CP43. The molecule of α-Toc/α-TQ is located close to chlorophyll a614 of one of the Lhcb1 proteins and its chromanol/quinone head is exposed to the thylakoid lumen. The position of α-Toc in PSII supercomplex makes it an ideal candidate for the sensor of excessive light, as α-Toc can be oxidized to α-TQ by high-light-induced singlet oxygen at low lumenal pH. The molecule of α-TQ appears to shift slightly into the PSII supercomplex, which could trigger important structure-functional modifications in PSII supercomplex. Inspection of the previously reported cryo-electron microscopy maps of PSII supercomplexes indicates that α-Toc/α-TQ can be present at the same site also in PSII supercomplexes from flowering plants, but its identification in the previous studies has been hindered by insufficient resolution. | ||||||||||||||||||||||||||||||
履歴 |
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-構造の表示
添付画像 |
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-ダウンロードとリンク
-EMDBアーカイブ
マップデータ | emd_16389.map.gz | 323.7 MB | EMDBマップデータ形式 | |
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ヘッダ (付随情報) | emd-16389-v30.xml emd-16389.xml | 52.9 KB 52.9 KB | 表示 表示 | EMDBヘッダ |
FSC (解像度算出) | emd_16389_fsc.xml | 15.5 KB | 表示 | FSCデータファイル |
画像 | emd_16389.png | 91.8 KB | ||
マスクデータ | emd_16389_msk_1.map | 343 MB | マスクマップ | |
Filedesc metadata | emd-16389.cif.gz | 11 KB | ||
その他 | emd_16389_half_map_1.map.gz emd_16389_half_map_2.map.gz | 318.3 MB 318.3 MB | ||
アーカイブディレクトリ | http://ftp.pdbj.org/pub/emdb/structures/EMD-16389 ftp://ftp.pdbj.org/pub/emdb/structures/EMD-16389 | HTTPS FTP |
-検証レポート
文書・要旨 | emd_16389_validation.pdf.gz | 1 MB | 表示 | EMDB検証レポート |
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文書・詳細版 | emd_16389_full_validation.pdf.gz | 1 MB | 表示 | |
XML形式データ | emd_16389_validation.xml.gz | 24.1 KB | 表示 | |
CIF形式データ | emd_16389_validation.cif.gz | 31.6 KB | 表示 | |
アーカイブディレクトリ | https://ftp.pdbj.org/pub/emdb/validation_reports/EMD-16389 ftp://ftp.pdbj.org/pub/emdb/validation_reports/EMD-16389 | HTTPS FTP |
-関連構造データ
関連構造データ | 8c29MC M: このマップから作成された原子モデル C: 同じ文献を引用 (文献) |
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類似構造データ | 類似検索 - 機能・相同性F&H 検索 |
-リンク
EMDBのページ | EMDB (EBI/PDBe) / EMDataResource |
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「今月の分子」の関連する項目 |
-マップ
ファイル | ダウンロード / ファイル: emd_16389.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 343 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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投影像・断面図 | 画像のコントロール
画像は Spider により作成 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ボクセルのサイズ | X=Y=Z: 0.96127 Å | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
密度 |
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対称性 | 空間群: 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
詳細 | EMDB XML:
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-添付データ
-マスク #1
ファイル | emd_16389_msk_1.map | ||||||||||||
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投影像・断面図 |
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密度ヒストグラム |
-ハーフマップ: #1
ファイル | emd_16389_half_map_1.map | ||||||||||||
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投影像・断面図 |
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密度ヒストグラム |
-ハーフマップ: #2
ファイル | emd_16389_half_map_2.map | ||||||||||||
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投影像・断面図 |
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密度ヒストグラム |
-試料の構成要素
+全体 : The C2S2-type PSII-LHCII supercomplex
+超分子 #1: The C2S2-type PSII-LHCII supercomplex
+超分子 #2: Photosystem II core complex (C2)
+超分子 #3: Photosystem II light-harvesting complex
+分子 #1: Photosystem II protein D1
+分子 #2: Photosystem II CP47 reaction center protein
+分子 #3: Photosystem II CP43 reaction center protein
+分子 #4: Photosystem II D2 protein
+分子 #5: Cytochrome b559 subunit alpha
+分子 #6: Cytochrome b559 subunit beta
+分子 #7: Chlorophyll a-b binding protein, chloroplastic
+分子 #8: Photosystem II reaction center protein H
+分子 #9: Photosystem II reaction center protein I
+分子 #10: Photosystem II reaction center protein K
+分子 #11: Photosystem II reaction center protein L
+分子 #12: Photosystem II reaction center protein M
+分子 #13: Oxygen-evolving enhancer protein 1, chloroplastic
+分子 #14: Chlorophyll a-b binding protein, chloroplastic
+分子 #15: Chlorophyll a-b binding protein, chloroplastic
+分子 #16: Photosystem II reaction center protein T
+分子 #17: Photosystem II 5 kDa protein, chloroplastic
+分子 #18: Photosystem II reaction center protein Ycf12
+分子 #19: PSII 6.1 kDa protein
+分子 #20: Photosystem II PsbX
+分子 #21: Photosystem II reaction center protein Z
+分子 #22: FE (II) ION
+分子 #23: CHLOROPHYLL A
+分子 #24: PHEOPHYTIN A
+分子 #25: BETA-CAROTENE
+分子 #26: 1,2-DI-O-ACYL-3-O-[6-DEOXY-6-SULFO-ALPHA-D-GLUCOPYRANOSYL]-SN-GLYCEROL
+分子 #27: 1,2-DISTEAROYL-MONOGALACTOSYL-DIGLYCERIDE
+分子 #28: 1,2-DIACYL-GLYCEROL-3-SN-PHOSPHATE
+分子 #29: 2,3-DIMETHYL-5-(3,7,11,15,19,23,27,31,35-NONAMETHYL-2,6,10,14,18,...
+分子 #30: 1,2-DIPALMITOYL-PHOSPHATIDYL-GLYCEROLE
+分子 #31: ALPHA-LINOLENIC ACID
+分子 #32: PALMITOLEIC ACID
+分子 #33: DIGALACTOSYL DIACYL GLYCEROL (DGDG)
+分子 #34: MAGNESIUM ION
+分子 #35: (2R)-2,5,7,8-TETRAMETHYL-2-[(4R,8R)-4,8,12-TRIMETHYLTRIDECYL]CHRO...
+分子 #36: BICARBONATE ION
+分子 #37: DIACYL GLYCEROL
+分子 #38: PROTOPORPHYRIN IX CONTAINING FE
+分子 #39: CHLOROPHYLL B
+分子 #40: (3R,3'R,6S)-4,5-DIDEHYDRO-5,6-DIHYDRO-BETA,BETA-CAROTENE-3,3'-DIOL
+分子 #41: (1R,3R)-6-{(3E,5E,7E,9E,11E,13E,15E,17E)-18-[(1S,4R,6R)-4-HYDROXY...
+分子 #42: (3S,5R,6S,3'S,5'R,6'S)-5,6,5',6'-DIEPOXY-5,6,5',6'- TETRAHYDRO-BE...
+分子 #43: water
-実験情報
-構造解析
手法 | クライオ電子顕微鏡法 |
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解析 | 単粒子再構成法 |
試料の集合状態 | particle |
-試料調製
濃度 | 3 mg/mL | |||||||||
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緩衝液 | pH: 7.5 構成要素:
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グリッド | モデル: Quantifoil R2/1 / 材質: COPPER / メッシュ: 200 / 支持フィルム - 材質: CARBON / 支持フィルム - トポロジー: HOLEY / 前処理 - タイプ: GLOW DISCHARGE / 前処理 - 時間: 25 sec. / 前処理 - 雰囲気: AIR / 詳細: PELCO easiGlow, 15 mA | |||||||||
凍結 | 凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 95 % / チャンバー内温度: 277 K / 装置: FEI VITROBOT MARK IV | |||||||||
詳細 | 3 mg of chlorophylls/ml |
-電子顕微鏡法
顕微鏡 | TFS GLACIOS |
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撮影 | フィルム・検出器のモデル: FEI FALCON III (4k x 4k) 検出モード: COUNTING / デジタル化 - サイズ - 横: 4096 pixel / デジタル化 - サイズ - 縦: 4096 pixel / 撮影したグリッド数: 1 / 実像数: 2392 / 平均電子線量: 120.0 e/Å2 |
電子線 | 加速電圧: 200 kV / 電子線源: FIELD EMISSION GUN |
電子光学系 | C2レンズ絞り径: 100.0 µm / 照射モード: OTHER / 撮影モード: BRIGHT FIELD / Cs: 2.7 mm / 最大 デフォーカス(公称値): 2.0 µm / 最小 デフォーカス(公称値): 0.5 µm |
試料ステージ | 試料ホルダーモデル: OTHER / ホルダー冷却材: NITROGEN |
+画像解析
-原子モデル構築 1
精密化 | 空間: REAL / プロトコル: AB INITIO MODEL |
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得られたモデル | PDB-8c29: |